but.committee	prof. RNDr. Pavel Šandera, CSc. (předseda) prof. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. (člen) doc. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen) doc. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. (člen) prof. Ing. Josef Rosenberg, DrSc. (člen) prof. MUDr. Markéta Hermanová, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Práce přinesla nový přístup v oblasti vyhodnocování snímků z polarizované mikroskopie a na jeho základě také nové poznatky o orientaci kolagenních vláken ve stěně tepny, včetně jejího rozptylu a dopadu těchto parametrů na mechanické vlastnosti stěny tepny.	cs
but.jazyk	čeština (Czech)
but.program	Aplikované vědy v inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Burša, Jiří	cs
dc.contributor.author	Novák, Kamil	cs
dc.contributor.referee	Daniel, Matej	cs
dc.contributor.referee	Vimmr, Jan	cs
dc.date.accessioned	2019-06-14T11:05:40Z
dc.date.available	2019-06-14T11:05:40Z
dc.date.created	2018	cs
dc.description.abstract	Tato disertační práce se zabývá Vlivem uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen a je rozdělena do tří nejdůležitějších částí. Motivace pro tuto doktorskou práci byla ve studii revidující vliv modelu materiálu na výsledné napětí v AAA. Určení vlivu modelu materiálu bylo provedeno na 70 geometriích AAA, což o řád přesahuje množství geometrií použitých v jiných publikacích. Byly využity dva modely materiálu, tj. reálný a 100× tužší a výsledné hodnoty napětí byly porovnány. Bylo vyhodnoceno, že v analyzované skupině 70 pacientů existuje ~10 % pacientů, u kterých odchylka maximálního napětí od referenčního modelu přesahuje 20 %. Výsledky napětí mohou tedy být závislé na zvoleném modelu materiálu a je vhodné upřednostnit ten reálný, ačkoliv práce s ním je náročnější. Druhá oblast práce se věnuje identifikaci strukturních parametrů (orientaci a disperzi kolagenních vláken) z prasečí aorty pomocí upraveného algoritmu rychlé Fourierovy transformace. Získané strukturní parametry byly vloženy do dvouvrstvého strukturně motivovaného konstitutivního modelu Martufi-Gasser. Tento model byl validován a měl výborné predikční schopnosti. Nejpodstatnější z analýzy obrazu provedené na ~9000 mikrosnímcích je zjištění, že ve stěně zdravé prasečí hrudní aorty existuje jen jedna rodina kolagenních vláken s rozptylem, což boří dogma o dvou rodinách kolagenních vláken zavedené ve světové literatuře. Třetí část práce je věnována návrhu automatického algoritmu pro detekci lokálních směrů kolagenních vláken ze snímků pořízených pomocí polarizované mikroskopie na základě fázové korelace obrazu. Navrhnutý algoritmus byl verifikován a validován. Výsledkem algoritmu jsou histogramy orientací obsahující nesrovnatelně větší množství bodů, než umožňují jakákoli manuální měření. Limitací u původního algoritmu byl rozsah úhlů 0°–90° na základě principiálních omezení periodou intensity samotné polarizované mikroskopie. Závěr práce je věnován rozšíření zmíněného algoritmu na rozsah úhlů 0°–180°. Za tímto účelem bylo změněno nastavení mikroskopu a algoritmus byl podle tohoto nastavení přeprogramován. Původní i nový algoritmus jsou velmi rychlé, přesné a specifické pro opticky dvojlomné struktury. I přes veškerou snahu autora této dizertační práce zůstává otázka automatického měření vlnitosti kolagenních vláken přímo z výsledných histogramů zatím ve stádiu výzkumu.	cs
dc.description.abstract	This dissertation thesis concerns with Analysis of Influence of Collagen Organization on Mechanical Properties of Arteries and it is divided into three main parts. Motivation for this dissertation thesis was in a study reviewing effect of material model upon resulting stresses in AAA. The effect was calculated in 70 patient-specific geometries of AAA, which exceeds the number of geometries in other scientific papers by one order. Within this study, two material models were used, i.e. real one and 100× stiffer, and obtained stresses were mutually compared. It was quantified that peak stress difference can be higher than 20 % in 10% of patients and therefore the real material model should be preferred over the artificial one although operation with this model is more demanding. The second part of this thesis deals with an identification of structural parameters (orientation and dispersion of collagen fibres) of porcine aortic tissue by using adjusted Fast Fourier Transform based algorithm. The extracted structural parameters were inserted into two-layer structure-motivated constitutive model Martufi-Gasser. This model was validated and its predictive capabilities were also tested with fine results. The most important information obtained from the digital image processing of ~9000 micrographs is existence of only one family of dispersed collagen fibres which breaks the current dogma present in many scientific papers about two families of collagen fibres. The third part concerns with a proposal of an automated phase-correlation based algorithm for obtaining collagen fibre direction from polarized light microscopy images. The proposed algorithm was verified and validated and it yields histograms of collagen fibre directions with overall number of measured points larger than it would be possible to get from any manual measurement. The limitation of the original proposed algorithm is in 90° period of polarized light intensity, thus the method results in angles in the range of 0°–90. Therefore the end of the thesis is dedicated resolving this problem and obtaining real angles in a span of 0°–180°. To this end, the microscope set-up was changed and the algorithm was adjusted accordingly. The original and the adjusted algorithms are collagen-specific, fast and an operator independent. Despite all the author´s effort put into collagen fibre waviness quantification directly from the histograms, the waviness has not been quantified yet in this way and it remains at the stage of research.	en
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	NOVÁK, K. Analýza vlivu uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.	cs
dc.identifier.other	106696	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/84050
dc.language.iso	cs	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	aorta	cs
dc.subject	aneurysma	cs
dc.subject	maximální průměr	cs
dc.subject	stěna tepny	cs
dc.subject	polarizovaná mikroskopie	cs
dc.subject	fázová korelace obrazu	cs
dc.subject	rychlá Fourierova transformace	cs
dc.subject	aorta	en
dc.subject	aneurysm	en
dc.subject	maximal diameter	en
dc.subject	aortic wall	en
dc.subject	polarized light microscopy	en
dc.subject	image phase-correlation	en
dc.subject	fast Fourier transform	en
dc.title	Analýza vlivu uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen	cs
dc.title.alternative	Analysis of Influence of Collagen Organization on Mechanical Properties of Arteries	en
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2018-06-28	cs
dcterms.modified	2018-07-19-14:29:04	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	106696	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2021.11.12 11:25:57	en
sync.item.modts	2021.11.12 10:38:47	en
thesis.discipline	Inženýrská mechanika	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Analýza vlivu uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen

Files

Original bundle

Collections